Investigador desarrolla material vitrocerámico fotoluminiscente, con múltiples aplicaciones
En la búsqueda de soluciones ecológicas y eficientes, la tecnología LED (Diodo Emisor de Luz) se ha posicionado por encima de las bombillas incandescentes y fluorescentes tradicionales, debido a sus grandes ventajas: el ahorro económico, la eficiencia energética, la reducción de emisiones, su larga vida útil y fácil instalación.
Sin embargo, ¿alguna vez te has preguntado cómo se fabrican estas luces? Se construyen mediante un proceso semiconductor en el que se crean chips que emiten luz a partir de polvos y otros materiales. Este meticuloso desarrollo conlleva un gran trabajo, como el desarrollado por el doctor Rafael Benjamín Casanova Sánchez, académico e investigador de la FES Cuautitlán, quien trabaja en la producción de polvos, vidrios y vitrocerámicos capaces de emitir luz.
El camino hacia los vidrios cerámicos fotoluminiscentes
El proyecto del académico comenzó antes del 2017, bajo la supervisión de la doctora Ana Leticia Fernández Osorio, quien fue ápice y pionera en la materia. En aquel momento, la curiosidad del universitario lo llevó a sintetizar dos sistemas luminiscentes (propiedad que poseen algunos materiales para emitir espontáneamente radiación electromagnética), a partir de algunos métodos de reacción en estado sólido, con el fin de determinar sus posibles aplicaciones.
En ese entonces, únicamente probaron con polvos (fósforos) que ya han sido bastante estudiados para la generación de luces LED, gracias a eso notaron que estos materiales sometidos a altas temperaturas bajan su potencial luminiscente, lo que contrapone su versatilidad para uso doméstico y comercial, en automoción, aplicaciones médicas, en señalización y otras más.
Entendiendo que la producción de luz es una necesidad latente en la sociedad, esta deficiencia llevó al doctor Casanova a pensar en los problemas que presentan los LED que emiten luz blanca “cálida”. Por ejemplo, qué se puede hacer para obtener luminiscencia a altas temperaturas y cuáles son las propiedades de algunos fósforos que pueden ser optimizadas, ya que sus variantes dependen del material fotoluminiscente utilizado.
De acuerdo con el investigador, el primer vidrio cerámico se descubrió por casualidad en 1953, este material destaca porque, cuando se dopa con cationes de tierras raras (grupo de 17 elementos químicos), forma vidrios cerámicos fotoluminiscentes, ofreciendo un material inorgánico y no metálico que se caracteriza por su alta dureza, resistencia a impactos, bajo o negativo coeficiente de expansión térmica, resistencia a choque térmico, nula porosidad y que presenta propiedades ópticas variadas.
Al experimentar con distintas temperaturas y métodos, en los laboratorios de la Facultad se han desarrollado vidrios cerámicos de boro (B) y silicio (Si), los cuales esquivan la extinción de la luminiscencia por temperatura y ofrecen una alternativa accesible y eficiente, la cual además alcanza temperaturas de hasta 450 y 800 grados, más de lo que otros polvos o vidrios han demostrado.
“Hemos logrado aminorar la desaparición de luz y seguimos trabajando. Nos interesa crear un vidrio cerámico transparente, que sea capaz de soportar altas temperaturas, para así sustituir todos los materiales usados actualmente por uno solo, el cual sea un encapsulante apto con distintas aplicaciones”, explicó el investigador.
Tecnología e investigación
La propuesta del doctor Casanova resulta crucial para continuar con el desarrollo de tecnología objetivada en solucionar problemas globales, proponiendo alternativas reales y útiles en la construcción de diodos emisores de luz. Asimismo, abre un nuevo campo de investigación en la FES Cuautitlán, en el cual muestra a la comunidad universitaria una visión renovada sobre los materiales sólidos y su aplicación en el campo de la Química.
“La investigación es fundamental para avanzar como sociedad, la UNAM se caracteriza por mantenerse a la vanguardia y esto se logra abriendo nuevas ramas de estudio. Tenemos que hacer lo que esté en nuestras manos para seguir creciendo”, apuntó el docente.
El aporte del doctor Casanova es prometedor para la industria de materiales cerámicos, vidrios y vitrocerámicos, los cuales gracias a su composición y estructura se usan de manera intensiva en el campo de la construcción, medicina, aeroespacial, ingeniería de materiales, energías verdes, iluminación y tecnología.
En correspondencia con el informe de Gran View Research, una empresa global de investigación de mercado y consultoría, la industria de los materiales cerámicos en el mercado mundial es un sector significativo y en crecimiento. Se estima que su producción se acerca a los 250 mil millones de dólares y podría alcanzar más de 350 mil millones para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta superior al 5 %.
María Dolores Elizondo Alvarado